Clases de Voladura II

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    08-Aug-2015

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UNIVERSIDAD NACIONAL SAN LUIS GONZAGA DE ICA FACULTAD DE INGENIERIA DE MINAS Y METALURGIACURSO: VOLADURA DE ROCAS IICAPITULO I IntroduccinComo es bien conocido, en toda operacin minera, obras de construccin civil, canteras, etc. La fragmentacin de la roca se realiza mediante las operaciones mineras unitarias de Perforacin y Voladura.Tanto la perforacin como la voladura son una de las operaciones unitarias ms importantes dentro de la actividad minera. Teniendo en cuenta que las operaciones mineras unitarias de perforacin y voladura de rocas son binomiales y los resultados de ella depende hasta en 70% la rentabilidad de toda operacin minera. Ambos han mostrado notables avances en el campo tecnolgico y metodologa de ejecucin, sin embargo los mtodos y herramientas tradicionales siguen y seguirn siendo las alternativas clsicas y baratas utilizadas por el trabajador minero.CAPITULO I SISTEMAS DE PENETRACION DE LA ROCALos sistemas de penetracin de roca que han sido desarrollados, pueden clasificarse por orden de aplicacin:Mecnico(Rotacin y Rotopercusin, Percusin)Utilizada en forma casi general en minera y construccin civilTrmicos (Soplete, Plasma, Fluido Caliente, Congelacin) Hidrulicos (Chorro de agua, Erosin, Cavitacin) Snicos (Vibracin de alta frecuencia) Qumicos (Microvoladura, Disolucin) Elctricos (Arco Elctrico, Induccin Magntica) Ssmicos (Rayo Lser) Nucleares (Fusin, Fisin)CAPITULO IDefinicinPerforacin: La perforacin es la primera operacin en la preparacin de una voladura. Su propsito es el de abrir en la roca huecos cilndricos de dimetro y profundidad variable, bien a mano o bien con medios mecnicos (martillos perforadores). denominados taladros, barrenos, hoyos o blast holes. Destinados a alojar al explosivo y sus accesorios.CAPITULO IProgresos alcanzados en la Tcnica de la PerforacinPor ultimo se dio un paso decisivo en la mejora de la tcnica de la perforacin, al introducir las modernas maquinas perforadoras, que son livianos y potentesLuego se empez a usar el aire comprimido con las maquinas perforadoras, lo que elevo considerablemente el rendimiento del perforista, pero estas primeras maquinas tenan el inconveniente de ser demasiado pesada y adems consuma excesivo aireDespus vino la perforacin manual con barrenos y martillo de acero, sistema llamado tambin Perforacin a Pulso y que aun hoy se usa en algunas minas pequeas Desde tiempos muy remotos el hombre busco la forma de poder hacer sus trabajos de excavacin vindose obligado a utilizar herramientas muy primitivas y simples, tales como una piedra atada a un pedazo de madera como martillo y probablemente un hueso como barreno y Tambin FuegoCAPITULO IICAPITULO IIPERFORACION DE ROCASLos principales componentes de un sistema de perforacin de este tipo son: a) Perforadora, fuente de energa mecnica. b) Varillaje, medio de transmisin de dicha energa.c) Broca o bit, til que ejerce sobre la roca la energa.d) Barrido, efecta la limpieza y evacuacin del detrito producido.abcCAPITULO IISISTEMA DE PERFORACION2.1. Segn el Mtodo Mecnico de Perforacina) Mtodos Rotopercutivos: son muy utilizados en labores subterrneas y trabajos menores en minera a cielo abierto (pre-corte), tanto si el martillo se sita en la cabeza como en el fondo de la perforacin. En este mtodo tiene lugar la accin combinada de percusin, rotacin, barrido y empuje.Las principales ventajas de este mtodo de perforacin, en comparacin al mtodo rotativo, son: -Es aplicable a todos los tipos de roca, desde blandas hasta duras. -Permite una amplia gama de dimetros de perforacin (desde 1 hasta 8"). - En el caso de perforacin mecanizada, los equipos tienen gran movilidad (puede ser montada la perforadora en camiones sobre ruedas, sobre orugas). - Requiere de una persona para operar la perforadoraCAPITULO IISISTEMA DE PERFORACION2.1 Segn el Mtodo Mecnico de Perforacin a) Mtodos Rotopercutivos a.1 Martillo en Fondo.- El funcionamiento de un martillo en fondo se basa en que el pistn golpea directamente a la broca durante la perforacin, generalmente con una frecuencia de golpeo que oscila entre 600 y 1.600 golpes por minuto. Los martillos que poseen estos equipos fueron desarrollados por Stenuick en 1951, y desde entonces se han venido utilizando tanto en minas a cielo abierto como en minas subterrneas asociadas al uso de mtodos de explotacin de tiros largos (L.B.H.) y V.C.R. Actualmente, en el caso de obras de superficie, este mtodo de perforacin est indicado para rocas duras y dimetros superiores a los 150 mm.CAPITULO IISISTEMA DE PERFORACION2.1. Segn el Mtodo Mecnico de Perforacin b) Mtodos rotativos: se subdividen en dos grupos, segn si la penetracin en la roca se realiza por trituracin (triconos) o por corte (brocas especiales). El primer sistema se aplica en rocas de dureza media a alta y el segundo en rocas blandas. En este tipo de perforacin no existe la percusin.CAPITULO II2.2. TIPO DE MAQUINARIASISTEMA DE PERFORACION2.2.1. Perforacin Manual: Es el sistema de perforacin ms convencional , utilizado muy frecuentemente para labores puntuales y obras de pequea escala debido principalmente a la facilidad en la instalacin de la perforadora y los requerimientos mnimos de energa para funcionar (un compresor porttil). Esto permite realizar labores de perforacin en zonas de difcil acceso sin que sea necesario personal muy experimentado para la operacin y mantencin de las perforadoras, lo que significa un menor costo por metro perforado.CAPITULO II2.2. TIPO DE MAQUINARIA 2.2.1. Perforacin Manual:SISTEMA DE PERFORACIONPeroracin Neumatica.- Se realiza mediante el empleo de una perforadora convencional, el cual usa como energa el aire comprimido, para realizar huecos de dimetro pequeo con los barrenos integrales que poseen una punta de bisel (cincel); que se encarga de triturar la roca al interior del taladro en cada golpe que la perforadora da al barreno; y mediante el giro automtico hace que la roca sea rota en un circulo que corresponde a su dimetro; producindose as un taladro.TIPOS DE PERFORADORAS CONVENCIONALES NEUMATICAS.a. Jack Leg.- Perforadora con barra de avance que puede ser usada para realizar taladros horizontales e inclinados, se usa mayormente para la construccin de galeras, subniveles, Rampas; utiliza una barra de avance para sostener la perforadora y proporcionar comodidad de manipulacin al perforista. b. Jack Hammer.- Perforadoras usadas para la construccin de piques, realizando la perforacin vertical o inclinada hacia abajo; el avance se da mediante el peso propio de la perforadora.c. Stoper.- Perforadora que se emplea para la construccin de chimeneas y tajeado en labores de explotacin(perforacin vertical hacia arriba). Est constituido por un equipo perforador adosado a la barra de avance que hace una unidad slida y compacta.CAPITULO IITIPO DE MAQUINARIA 2.2.1. Perforacin Manual:SISTEMA DE PERFORACIONPerforacin Elctrica.- Se realiza empleando energa elctrica, que un generador lo provee y para ello se emplea una perforadora con un barreno helicoidal, que puede realizar taladros de hasta 90 cm de longitud, siendo el problema principal el sostenimiento de la perforadora para mantenerla fija en la posicin de la perforacin.CAPITULO II2.2. TIPO DE MAQUINARIASISTEMA DE PERFORACIONPerforacin Mecanizada: La necesidad de incrementar los dimetros de perforacin (sobre 3") para responder a mayores ritmos de produccin en los trabajos mineros, y el desarrollo tecnolgico en el mbito de la automatizacin de las operaciones introdujeron importantes cambios a la perforacin de rocas. La mecanizacin utiliza sistemas que permiten relacionar los valores de las variables de rotacin, empuje, percusin, barrido con los de las variables dependientes de la roca (dureza, resistencia) y con las posibilidades de los equipos de perforacin, en funcin de una mayor velocidad de penetracin y mayor rendimiento, que en definitiva llevan a un menor costo por metro perforado. Perforacin Hidraulica.- Se realiza mediante el empleo de equipos altamente sofisticados, robotizados, de gran capacidad de avance y performance. Utiliza la energa hidrulica para la trasmisin, control de fuerzas y movimientos en la perforacin. Adems, cuenta con un tablero de control computarizado, equipado con un software de perforacin donde se grafica el trazo de perforacin requerido. La gran ventaja de estos equipos es su gran precisin y paralelismo en la perforacin. Por su gran rendimiento, es requerido por la gran minera.CAPITULO II2.3. TIPO DE TRABAJOSISTEMA DE PERFORACION1.- Perforacin de Banqueo: es el mejor mtodo para la voladura de rocas ya que dispone de un frente libre para la salida y proyeccin del material, se utiliza tanto en proyectos de cielo abierto y para algunos mtodos de explotacin subterrnea, como el hundimiento por subniveles. Con taladros verticales y tambin horizontales.CAPITULO II2.3. TIPO DE TRABAJOSISTEMA DE PERFORACION2.- Perforacin de Avance (Galeras y Tneles): perforaciones preferentemente horizontales llevadas a cabo en forma manual o mecanizada. Los equipos y mtodos varan segn el sistema de explotacin, pero por lo general para minera en gran escala subterrnea se utilizan los equipos de perforacin llamados "jumbos", que poseen desde uno a tres o ms brazos de perforacin y permiten realizar las labores en forma rpida y automatizada. se necesita abrir un hueco inicial, hacia el que sale el resto de la roca fragmentada por las dems cargas.CAPITULO II2.3. TIPO DE TRABAJOSISTEMA DE PERFORACION3.- Perforacin de Produccin: Con este nombre se conoce el conjunto de los trabajos de extraccin del mineral que se realiza en las explotaciones mineras. Una perforacin de produccin corresponde a la que se ejecuta para cumplir los programas de produccin que estn previamente establecidos, los equipos y los mtodos varan segn los sistemas de explotacin.CAPITULO II2.3. TIPO DE TRABAJOSISTEMA DE PERFORACION4.- Perforacin de Chimeneas: Se trata de las labores verticales, que son muy utilizadas en minera subterrnea y en obras civiles. En ellas se emplean mtodos de perforacin especiales, entre los cuales destacan el Raise Boring y la jaula trepadora Alimak.CAPITULO II2.3. TIPO DE TRABAJOSISTEMA DE PERFORACION5.- Perforacin de rocas con Recubrimiento: son trabajos que se realizan en materiales sin consolidar obligando a utilizar entubados tambin se emplean en los trabajos de perforacin y voladuras submarinas.CAPITULO II2.3. TIPO DE TRABAJOSISTEMA DE PERFORACION6.- Sostenimientos de roca: este tipo de perforacin se utiliza principalmente en labores subterrneas cuando se requiere colocar pernos de anclaje y se realiza como mtodo de fortificacin para dar as estabilidad al macizo rocoso.CAPITULO IISISTEMA DE PERFORACIONAccesorios de Perforacin en Equipos Mecanizados. Deslizaderas.Uno de los accesorios que sirven para alojar el elemento de perforacin (pistn) y realizar el avance en forma mecanizada es la llamada "deslizadera", la que va montada en los brazos de los jumbos y a la que se puede incorporar un conjunto de aparatos automatizados e integrados al panel de control del operador.Deslizaderas de Cadena.Este sistema de avance est formado por una cadena que se desplaza por dos canales y que es arrastrada por un motor neumtico o hidrulico, segn el fluido que se utilice en el accionamiento del martillo, a travs de un reductor y pin de ataque. La cadena acta sobre la cuna del martillo que se desplaza sobre el lado superior de la deslizadera. Este sistema es muy utilizado tanto en equipos de superficie como subterrneos debido a su bajo precio, a la facilidad de reparacin y a la posibilidad de lograr grandes longitudes de perforacin. Algunos inconvenientes de este sistema son los mayores desgastes en ambientes abrasivos, el peligro que representa si se rompe la cadena perforando hacia arriba y la dificultad de conseguir un avance suave cuando las penetraciones son pequeas.CAPITULO IIDeslizaderas de TornilloSISTEMA DE PERFORACIONEn estas deslizaderas el avance se produce al girar el tornillo accionado por un motor neumtico. Este tornillo es de pequeo dimetro en relacin con su longitud y est sujeto a esfuerzos de pandeo y vibraciones durante la perforacin. Por esta razn, no son usuales longitudes superiores a los 1,8 m. Las principales ventajas de este sistema son: una fuerza de avance ms regular y suave, y gran resistencia al desgaste. Se trata, adems, de un sistema menos voluminoso y ms seguro que el de cadenas. Sin embargo, los inconvenientes que presentan son: un alto precio, mayor dificultad de reparacin y longitudes limitadas.Deslizaderas Hidrulicas.El rpido desarrollo de la hidrulica en la ltima dcada ha hecho que este tipo de deslizaderas se utilice incluso en perforadoras neumticas. El sistema consta de un cilindro hidrulico que desplaza la perforadora a lo largo de una viga soporte. Las deslizaderas hidrulicas presentan las siguientes ventajas: simplicidad y robustez, facilidad de control y precisin, capacidad para perforar grandes profundidades y adaptabilidad a gran variedad de mquinas y longitudes de barrenos. Por el contrario, los problemas que plantean son: mayores precios, la necesidad de contar con un accionamiento hidrulico independiente, se adaptan mejor en las perforadoras rotativas que en las percutivas y presentan ms desgastes en el cilindro empujador.CAPITULO IISarta de Perforacin.SISTEMA DE PERFORACIONEsta es uno de los componentes ms importantes del equipo de perforacin, pues se trata de la estructura que conecta la perforadora con la roca. La sarta est compuesta de los siguientes elementos:Adaptadores de culata.corresponden a aquellos elementos que se fijan a las perforadoras para transmitir la energa de impacto, la rotacin y el empuje.Manguitos o Coplas.son estructuras que sirven para unir las barras hasta conseguir la longitud deseada, asegurando que los extremos estn en contacto para una mejor transmisin de energa.Barras de Extensin.son las barras empleadas cuando se perfora con martillo en cabeza. stas tienen seccin hexagonal o circular y en el caso de emplear perforacin manual, generalmente lo que se usa son las barras (barrenas) integrales, las cuales tienen unida la barra y el bit, eliminando el empleo de coplas y mejorando la transmisin de energa. Los principales tipos de barras integrales son: Barras tipo cincel: son las ms usadas y se caracterizan por su bajo costo y reparacin. Barras de insertos mltiples: para rocas blandas y fisuradas. Barras de botones: usadas para rocas poco abrasivas, de fcil penetracin. Por ejemplo, se utilizan en minas de carbn.Brocas.las brocas o bits son los elementos que estn en directo contacto con la roca que se est perforando. Por esta razn, las caractersticas de la roca son importantes de considerar al momento de escoger el tipo de broca. Las brocas que se utilizan en la perforacin son de dos tipos: Pastillas o plaquitas BotonesCAPITULO IISISTEMA DE PERFORACIONRoscas. estos elementos tienen la funcin de unir las culatas, coplas, barras y brocas, obteniendo un ajuste eficiente entre los elementos de la sarta para lograr una adecuada transmisin de energa. Es importante considerar que un apriete excesivo dificulta el desacoplamiento.Tubos el uso de perforadoras hidrulicas con martillo en cabeza en perforaciones de gran dimetro (sobre 115 mm) ha llevado a disear tubos de perforacin especficos que poseen las siguientes ventajas: Mayor rigidez, lo que permite reducir las desviaciones. Mejor transmisin de la energa, al no ser necesario el uso de coplas. Mejor barrido, al existir una mejor transmisin del aire en el espacio anular. Respecto de los materiales con que se construyen la sarta y sus componentes, es importante considerar que los aceros empleados en la estructura de la sarta deben ser resistentes a la fatiga, a la flexin, a los impactos y al desgaste. Lo ideal es utilizar aceros con un ncleo no muy duro y una superficie endurecida y resistente al desgaste de acuerdo con lo siguiente: Aceros de alto contenido en carbono, en los que la dureza deseada se consigue controlando la temperatura en el proceso de fabricacin. La culata se trata por separado para conseguir una alta resistencia a los impactos. Aceros de bajo contenido de carbono, que se utilizan en barras, adaptadores, coplas y brocas. Se trata de aceros que contienen pequeas cantidades de cromo y nquel, manganeso y molibdeno. Los insertos de las brocas se fabrican a partir de carburo de tungsteno y cobalto, ya que estos materiales se caracterizan por su alta resistencia al desgaste y tenacidad, y pueden conseguirse diferentes combinaciones variando el contenido de cobalto entre 6% y 12%. Criterios de seleccin brocas para martillos DTH (Drillco Tools)CAPITULO IISISTEMA DE PERFORACIONCAPITULO IISISTEMA DE PERFORACIONCONCEPTOS BASICOS SOBRE GEOLOGIALa corteza de la tierra consiste en diferentes tipos de rocas que estn compuestas de uno o ms componentes qumicos o elementos minerales. Los minerales tienen diferentes durezas y se clasifican de acuerdo a su escala de dureza y resistencia a la compresin. Los gelogos describen a los minerales como sustancias naturales inorgnicas, slidas con composicin qumica, forma cristalina y propiedades fsicas caractersticas. La mezcla de minerales forma las rocas, y basados en su mtodo de formacin se clasifican en tres tipos 1.-Rocas Igneas: Se forman del magma o silicato lquido fundido, cuando l liquido se enfra rpidamente en o cerca de la superficie de la tierra forma rocas muy finas o de textura vidriosa denominadas rocas extrusivas.Son rocas extrusivas: Andesita 300 a 400 mpa Riolita 120 mpa. Basalto 250 a 400 mpa Traquita 330 mpa.Las rocas gneas intrusivas se forman cuando el magma se solidifica lentamente a grandes profundidades bajo la corteza de la tierra, ellas se caracterizan por una textura de grano grueso y a veces grandes cristales. El tipo de roca formado depende de la composicin qumica del magma y de los minerales que se cristalizan en la mezcla fundida. El basalto (extrusivo) y el gabro ( intrusivo) se forman de magmas pobres en slice Son rocas intrusivas: Diorita 170 a 300 mpa Gabro 260 a 350 mpa Granito 200 a 350 mpa.CAPITULO IISISTEMA DE PERFORACIONCLASIFICACION DE LAS ROCAS Y PROPIEDADES FISICAS PRINCIPALES2.- Rocas sedimentarias: Se han formado por alteraciones climticas de la corteza slida de la tierra, la cual se ha desintegrado y sedimentado en los ros y en el fondo de los mares prehistricos. Se clasifican en clsticas y precipitadas, las clsticas ( quebradizas ) se forman por la consolidacin de arcillas, arenas, restos de conchas y fragmentos de otras rocas, tienen origen clstico la arenisca, los esquistos, y los conglomerados. Las precipitadas se forman por la precipitacin qumica disueltas en agua, de esta manera se forman el yeso, la dolomita, la caliza, y la sal, ellas pueden incluir algunos materiales clsticos tales como conchas o fsiles. Son rocas sedimentarias: Conglomerados 140 mpa Caliza 120 mpa Areniscas 160 a 255 mpa Dolomita 150 mpa. Pizarra de grano fino 70 mpa3.- Rocas metamrficas: Estas rocas se forman de rocas ya existentes, sean estas gneas, sedimentarias, o previamente metamorfoseadas, la estructura, la textura y en algunos casos la mineraloga de la roca matriz cambian durante el calor y la presin intensos del metamorfismo. El calor y la presin resultan del profundo entierro en la carcaza terrestre o debido al contacto cercano con el magma, las ms comunes son. Esquistos, mrmol, cuarcita, anfibolita, y calizas cristalinas. Son rocas metamrficas: Mrmol 100 a 200 mpa Neis 140 a 300 mpa Cuarcita 160 a 220 mpa Esquisto 60 a 400 mpa Serpentina 30 a 150 mpa Pizarra 150 mpaCLASIFICACION DE LAS ROCAS Y PROPIEDADES FISICAS PRINCIPALESResistencia a la compresin. Es la cantidad de carga que una muestra de roca podra soportar hasta el momento de quebrarse y se usa generalmente como ndice estndar de perforabilidad. Se expresa en: Mpa, kilos por centmetro cuadrado o en libras por pulgada cuadrada, La perforabilidad depende entre otras cosas de la dureza de los minerales constituyentes y del tamao de sus granos. Uno de los minerales ms comunes en la formacin de las rocas es el cuarzo y debido a que es muy duro un gran contenido de el har que la roca sea muy dura de perforar y causara mucho desgaste a las herramientas de perforacin, en este caso se dice que la roca es abrasiva. El contenido de slice es mayor en la cuarzita y arenisca y menos en los minerales de hierro y algunas calizas. Una estructura de grano grueso es ms fcil de perforar y causa menos desgaste a los aceros que una estructura de grano fino.U.C.S. : Esfuerzo a la Compresin, Cuanto empuje se necesita para romper una roca en una condicin esttica?Mdulo de Young, Cun elstica es una roca? Radio de Poisson, Cunto se deforma una roca a una presin dada? Las 3 propiedades combinadas determinan cun dura o blanda es una roca y cmo debe perforarse. Todas las propiedades de las rocas deben ser consideradas para seleccionar la mejor broca y los mejores parmetros operacionales para obtener un menor costo de perforacin. Alto U.C.S. = Roca dura. Alto Mdulo de Young = La roca es elstica y resiste el impacto, pero puede romperse bien. Alto Radio de Poisson = La roca absorbe la energa dada sin romperla. No forma detritus. Bajo UCS = El RPM es el factor primario en la VDP. No se necesita mucho pulldown en la broca para romper la roca. Alto UCS = Pulldown es el factor primario en la VDP. Se debe empujar adecuadamente los insertos en la roca para romperla eficientemente . Bajo Mdulo de Young (Elasticidad) = La roca es quebradiza y se rompe fcilmente . La roca responde bien al Pulldown y al RPM . Alto Mdulo de Young = La roca es elstica. Se le debe dar tiempo para romperla. Necesita ms Pulldown con un RPM ms lento. Bajo Radio de Poisson (Plasticidad)= La roca se rompe con un pequeo cambio en su forma . La roca es quebradiza . Alto Radio de Poisson = La roca se deforma antes de romperse . Se puede abollar sin romper material. La energa de perforacin es absorbida. La roca es plstica.FUNDAMENTOS Y GENERALIDADES DE LA PERFORACINEl resultado de una operacin extractiva depender fundamentalmente de sus costos, razn por la cual la perforacin es de la mayor importancia en el costo de la remocin de minerales o roca , por lo tanto tratar de rebajar su incidencia en el costo de produccin ser la principal preocupacin del personal a cargo del rea de perforacin y tronadura. Los factores que influyen en la rebaja de costos de la perforacin son variados, aqu presentamos los mas comnmente considerados. Tipo de explosivo a usar. Altura de los bancos. Tonelaje que el explosivo puede remover Tamao de la perforacin, profundidad de los taladros y espaciamiento. Angulo de la perforacin Tonelaje promedio a obtener diariamente Capacidad del chancador primario Capacidad de los equipos de carguo y transporte Aptitud y actitud del personal de perforacin y voladura Experiencias anteriores en voladura Caractersticas del clivaje de la roca Caractersticas de perforabilidad de la roca Disponibilidad de los equipos de perforacin Cmo elegir el equipo adecuado capaz de perforar y quebrar cualquier tipo de roca? En realidad considerando las casi infinitas variables de combinaciones, de los componentes de la roca, los tipos de formaciones en las cuales se opera, los objetivos que se persiguen cada vez de mayor exigencia con la perforacin descartan cualquier opcin de contar con un equipo y un mtodo universal para perforacin. La dureza es solo uno de los factores que deben ser considerados en la eleccin de un mtodo de perforacin, cualquier formacin puede ser altamente dura o abrasiva, depende solo de su ubicacin geogrfica, en estas condiciones la perforacin puede llegar a ser un gran problema.CAPITULO IISISTEMA DE PERFORACIONCAPITULO IISISTEMA DE PERFORACIONCAPITULO IISISTEMA DE PERFORACIONCAPITULO IISISTEMA DE PERFORACIONCAPITULO IISISTEMA DE PERFORACIONCAPITULO IISISTEMA DE PERFORACIONCAPITULO IISISTEMA DE PERFORACIONDimetro pequeo:Barra de 9 Dimetro Correcto:Barra de 10 *5,000 pies/min es considerado lo mnimo para una buena remocin de detritosFlujo de Aire de Baja Velocidad.. ... . . . . . . .. . . . . . . .Barra de 9 pulgadas con 1,339 CFM tiles igual a velocidad de 3,835 pies por minuto (1,169 m/min).Flujo de Aire de Velocidad CorrectaBarra de 10 pulgadas con 1,339 CFM tiles igual a velocidad de 7,218 pies por minuto (2,200 m/min)Bit subBit subBroca de 12 Broca de 12 CAPITULO IISISTEMA DE PERFORACIONCAPITULO IIQue es valor?SISTEMA DE PERFORACIONSe propone un Valor basado en la productividad de la broca, no a la Vida de la Broca". La productividad beneficia ms a una operacin minera, que la vida de la broca.Costo total de Perforacin. es un concepto en donde se pone enfasis en el costo de la productividad.Progresivamente el costo de la productividad es un factor importante en la operacin minera.El costo Total de PerforacinTDC captura y muestra el costo de la productividad.Incluye Todo lo que se necesita para realizar la perforacin: Labor Poder: Combustible, electricidad. Herramientas de perforacin y suministros Labor de Mantenimiento, repuestos Supervisin, Administracin Costo Inicial del equipo. Con todas estas consideraciones, el costo de operacin de una maquina puede llegar a USD$ 300 por hora.CAPITULO IITDC esta basado en la productividad Productividad Significa:SISTEMA DE PERFORACIONPerforar mas metros / hora, / Turno, / da, / mes. Ms taladros perforados / Turno, / da, / mes. Toneladas de material fracturado/ Turno, / daTodo esto es productividadROP Mtodo TDC = (Precio Broca / Metros Perforados) + (Costo de operacin perforadora / ROP)CAPITULO IISISTEMA DE PERFORACIONEjemplo #1: Costo de la Broca = US$5,000 Vida de la Broca, metros perforados = 8,000 ROP = 40 meters/hour Costo Perf. = US$200 per hourTDC = (Costo de la broca / Metros perforados) + (Costo Perf. / ROP)TDC = 5.63 USD$/m Ejemplo #2: Costo de la Broca = US$5,000 Vida Broca, metros perforados = 6,500 ROP = 52 meters/hour Costo Perf. = US$200 per hour TDC = (Costo de la broca / Metros perforados) + (Costo Perf. / ROP)TDC = 4.61 USD$/mCAPITULO III EXPLOSIVOS Y ACCESORIOS DE VOLADURACAPITULO IIIEXPLOSIVOS Y ACCESORIOS DE VOLADURAPROPIEDADES DE LOS EXPLOSIVOSEXPLOSIVO EFICIENTE Para que un explosivo sea eficiente: Se le exige que cumpla determinadas propiedades, ya que es imprescindible que: - Detone, y que detone completamente, bajo circunstancias difciles, como son: introducido en un taladro, sumergido en agua... - Contenga todas las sustancias necesarias: Todas las sustancias necesarias para el proceso deben estar incluidas dentro del explosivo. (No puede tomar oxgeno del aire, como la gasolina). 1- Potencia explosiva: Energa disponible para producir efectos mecnicos. Capacidad de explosivo para fisurar y fragmentar la roca debida a la onda de detonacin + presin de los gases) - Formas de definir la potencia: Los fabricantes normalmente indican la potencia explosiva, comparada con la de un explosivo patrn (la goma pura: explosivo gelatinoso se expresa en % respecto a esta), viniendo expresada su potencia por: -Potencia por unidad de peso -Potencia por unidad de volumen. Depende por un lado de la composicin del explosivo, pese a que siempre es posible mejorar la potencia con una adecuada tcnica de voladura.CAPITULO IIIEXPLOSIVOS Y ACCESORIOS DE VOLADURAPROPIEDADES DE LOS EXPLOSIVOS2- Velocidad de detonacin: Velocidad de la onda de choque. Marca el ritmo de liberacin de energa, es la caracterstica ms importante del explosivo. Cuanto ms sea la VD del explosivo, tanto mayor ser su potencia. Se entiende por detonacin de un explosivo a la transformacin casi instantnea de la materia slida que lo compone en gases. Esta transformacin se hace a elevadas temperaturas con un gran desprendimiento de gases, casi 10.000 veces su volumen. - Explosivos de alta velocidad: Explosivos rompedores. Muy ruidosos y producen gran fragmentacin. Se emplearn en: 1- Cargas adosadas (sin Taladros): Rotura de rboles, Estructuras metlicas, piezas largas huecas 2- Rocas duras frgiles. 3- Donde se necesite mayor fragmentacin. - Explosivos de Baja Velocidad: En rocas blandas y plsticas como margas y yesos. para obtener grandes bloques. (Velocidad baja es cuando su energa se desarrolla de forma progresiva). Recomendacin: Usar explosivos de velocidad lo ms prxima a la de transmisin del sonido - La velocidad de detonacin Depende de: 1- Dimetro: Dimetro crtico es aquel a partir del cual el explosivo se puede desensibilizar (no entrar en detonacin). 2- Densidad de carga: Densidad de carga lmite es aquella a partir de la cual se desensibiliza el explosivo. 3- Confinamiento: (Tanto en el atacado como en el retacado.) 4- Iniciacin: para un buen desempeo del explosivo se debe de utilizar iniciador de gran potencia 5-Envejecimiento: Procure que el explosivo no este caducado pues puede producir grandes defectos en la voladura.CAPITULO IIIEXPLOSIVOS Y ACCESORIOS DE VOLADURAPROPIEDADES DE LOS EXPLOSIVOS3- Densidad: Concentracin de carga en un taladro (se refiere a concentracin de carga explosiva en taladro). - La densidad de los explosivos varia de 0,78 a 1,6 g/cm3 * Es un factor crtico que puede dar lugar a: 1- Encendidos no esperados (por cordn) 2- Insensibilizacin del explosivo si la densidad es demasiado grande. - A mayor densidad mayor efecto rompedor. - Normalmente los explosivos densos se emplean para cargas de fondo: hidrogeles , gelatinosos y Heavy Anfos - Por lo general los explosivos menos densos se emplean en carga de columna: pulvurentos. - Concentracin por metro lineal: (concentracin de carga para dimetro de taladro determinado). - Ojo en los taladros con agua la densidad debe ser mayor de 1 - La disminucin de la densidad de l explosivo se puede realizar con: Microesferas, Gasificados, Productos porosos 4- Presin de detonacin: (Se refiere a la presin de onda de choque) Explosivos de alta presin de detonacin se emplean para obtener mayor fragmentacin en rocas duras. 5- Estabilidad qumica: Propiedad de no descomponerse (inalterado) en condiciones ambientales normales. Esta relacionada con: Tiempo de almacenamiento y Condiciones de almacenamiento Hay que tener en cuenta que los explosivos caducan y pueden dejar de tener las propiedades exigidas, pudiendo bajar la velocidad de detonacin o la potencia requerida. 6- Resistencia al agua: Se debe tener en cuenta en taladros hmedos o llenos de agua. Si van a estar en contacto con el agua no podemos emplear explosivos que se diluyan con el agua. Estos debern tener ciertas propiedades: 1- Resistencia al contacto con el agua: 2- Resistencia a la humedad: los explosivos pulverulentos son sensibles a la humedad 3- Resistencia al agua bajo presin: Bajo presin puede aumentar la densidad y deberemos tener cuidado para no alcanzar la densidad crtica, pues se podra desensibilizar el explosivo.CAPITULO IIIEXPLOSIVOS Y ACCESORIOS DE VOLADURAPROPIEDADES DE LOS EXPLOSIVOS7- Sensibilidad: A La iniciacin, al choque y friccin, al calor, al dimetro 1- A la iniciacin: Deben ser capaces de ser iniciados 2- Al choque y friccin: Se pueden producir situaciones peligrosas. -Transporte: Si es sensible al choque se pueden producir explosiones no deseadas durante el transporte. -Colocacin: Si el explosivo a colocar a 15m es sensible a la friccin se puede producir explosin no deseada 3- Al calor: El explosivo no deber descomponerse a determinadas temperaturas 4- Al dimetro: Existe un dimetro critico por debajo del cual no se propaga la onda de detonacin o lo hace a una velocidad tan baja que no se consigue el grado de microfisuracin adecuado y adems puede que parte del explosivo no detone con el consiguiente peligro. 8- Color: Genera confusiones, no tiene gran importancia Indica la homogeneidad en fabricacin: Color uniforme de la masa y por tanto es seal de calidad del producto. 9- Transmisin de la detonacin: dada por un n que expresa en cm la separacin mxima entre 2 cartuchos, en la que uno cebado hace detonar al no cebado. Por simpata: Se puede producir explosin por simpata es decir puede ser que la explosin de un taladro inicie la de otro situado cerca. La distancia entre taladros que puede provocar esto oscila entre 2 y 8. * Ser por tanto necesaria una distancia de seguridad para que no suceda este fenmeno. * Esta separacin de seguridad necesaria para que no se produzca detonacin por simpata Varia con: -Envejecimiento -Calibre de los cartuchosCAPITULO IIIEXPLOSIVOS Y ACCESORIOS DE VOLADURAPROPIEDADES DE LOS EXPLOSIVOS10- Desensibilizacin: Perdida de sensibilidad al aumentar la densidad. (La densidad es uno de los motivos de Desensibilizacin pero no es el nico aunque si el principal). Es mayor (la Desensibilizacin) en Anfos e Hidrogeles. Causas: Puede producirse esa disminucin de densidad por: 1- Presin Hidrulica 2- Presin dinmica: 2.1 Cordn detonante: de bajo gramaje no inician correctamente a hidrogeles y emulsiones pero puede insensibilizarlos. 2.2 Por efecto canal: Se debe asegurar que el explosivo llene completamente el taladro, pues si se dejan canales, el flujo de gases no tiende a introducirse en las fisuras de la roca sino que tiende a circular por esos canales comprimiendo al aire y este al explosivo y por tanto aumentando la densidad y posible Desensibilizacin. 2.3 Por cargas adyacentes: Deberemos mantener distancia de seguridad. - Por onda de choque de cargas - Por deformacin lateral del barreno - Por el material del retacado - Por infiltracin de gases 11- Resistencia alas bajas temperaturas: Peligro de congelacin 12- Humos producidos: (se refiere a los humos del propio explosivo) - La calidad de los humos depende del Tipo de gases: 1- Gases no txicos: -vapor de agua. - Nitrgeno - Dixido de carbono 2- Gases txicos: En pequeas cantidades son mortales - Monxido de carbono (Defecto de O2) - xidos de Nitrgeno (Exceso de O2)CAPITULO IIIEXPLOSIVOS Y ACCESORIOS DE VOLADURAPROPIEDADES DE LOS EXPLOSIVOS13- Seguridad de los explosivos: - Saber lo que se puede o no hacer - Contratar personal especializado - El explosivo ser ms seguro cuanto mayor impulso energtico requiera para iniciarlo. - Se deben utilizar elementos homologados para su manipulacin (tenazas) - Evitar pellizcar o machacar: Tener en cuenta este problema en los desescombros. - No olvidar que el cordn detonante no es una cuerda ya que esta lleno en su alma de un explosivo muy puro de alta velocidad de detonacinCAPITULO IIIEXPLOSIVOS Y ACCESORIOS DE VOLADURAPROPIEDADES DE LOS EXPLOSIVOSCAPITULO IIIEXPLOSIVOS Y ACCESORIOS DE VOLADURAPROPIEDADES DE LOS EXPLOSIVOSLos sistemas de iniciacin se dividen en: Sistema no elctrico (Mecha a Fuego, Nonel, Cordn detonante). Sistema elctrico. Sistema electrnico.CAPITULO IIIEXPLOSIVOS Y ACCESORIOS DE VOLADURAPROPIEDADES DE LOS EXPLOSIVOSSistema de iniciacin elctricoCAPITULO IIIEXPLOSIVOS Y ACCESORIOS DE VOLADURACAPITULO IIIEXPLOSIVOS Y ACCESORIOS DE VOLADURACAPITULO IIIEXPLOSIVOS Y ACCESORIOS DE VOLADURACAPITULO IIIEXPLOSIVOS Y ACCESORIOS DE VOLADURACAPITULO IISISTEMA DE PERFORACIONCAPITULO IISISTEMA DE PERFORACIONCAPITULO IISISTEMA DE PERFORACIONDISEO DE DISPAROS PRIMARIOS INTRODUCCION. Para mayor claridad y metodologa el diseo de la voladura de rocas se dividir en dos partes: Diseo de voladura de rocas para operaciones mineras subterrneas, y Diseo de voladura de rocas para operaciones mineras superficiales. No existe formula o ecuacin matemtica para disear directamente un disparo optimo En el disparo primario intervienen parmetros, variables complejas y estocsticas. Es necesario formular un modelo matemtico que represente o simule un disparo primario y donde intervengan la mayor cantidad de parmetros y variables estocsticas. Clasificacin de las variables que deben ser tomadas en cuenta cuando se va a disear un disparo primario. Variables no controlables Variables controlablesCAPITULO IISISTEMA DE PERFORACION